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与碳化钨粉(WC粉)一样,碳化二钨也是由难溶金属钨与非金属元素碳组成的一种化合物,英文名为tungsten carbide,化学式为W2C,结构为密排六方晶格。由于WC粉末与W2C粉末的晶体结构略有不同,所以二者的物理化学性质和用途也有所区别。注意:WC的晶体结构为简单六方晶格或面心立方晶格。
从结构上来看,W2C属密排六方结构,C原子位于六个W原子构成的八面体间隙,单位晶胞中,W和C的比例为2:1。根据晶型结构的不同,W2C可以分为W2C(α)、W2C(β)和W2C(γ)3种变体,它们晶型结构分别为CdI型、Fe2N型和PbO2型。其中,W2C(α)在1250-2100℃之间是稳定的;W2C(β)在2100-2400℃之间存在亚稳相,通过机械作用可以转变为W2C(α);W2C(γ)在2450℃至熔点之间是稳定的。
从理化性质上来看,碳化二钨是一种黑色的固体粉末,密度17.15 g/cm3,熔点2860℃,沸点6000℃,具有较高的硬度,良好的耐磨性,优异的耐酸性,一定的还原性和氧化性。
从生产方法上来看,W2C的制备步骤为:将金属钨粉和炭黑一同放入球磨机干混,然后加压成型,接着在氢气的环境中加热(1550~1650℃),即可制得W2C。或者将六羰基钨热分解制得钨粉,然后与Co反应,当温度高于1150℃时,即可生成W2C。
从用途上来看,碳化二钨可以继续高温还原成碳化钨粉末,而碳化钨粉末是硬质合金的主要生产原料。
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